【摘要】：燃煤電廠的脫硫廢水中含有大量的可溶性的離子,其中氯離子含量過高時由于廢水回用會腐蝕脫硫系統(tǒng)的設(shè)備,導(dǎo)致脫硫廢水既不能在脫硫系統(tǒng)中回用,也不能在自然系統(tǒng)中排放。因此需要將廢水中率離子去除,目前脫硫廢水中氯離子的去除方法由蒸發(fā)法、電解-電滲析、離子交換、膜交換等方法。本文針對脫硫廢水中氯離子含量過高的問題,采用萃取法對脫硫廢水中氯離子的去除進行實驗研究。論文以配置氯化鈣溶液模擬電廠脫硫廢水,探究了萃取氯離子反應(yīng)的最佳條件,實驗表明當(dāng)采用N235作萃取劑、正辛醇作稀釋劑,稀釋比為1:1,有機相與水相比為3:1,水相體積與每分鐘的CO_2體積比為1:1.2,萃取反應(yīng)時間為40min時,萃取劑對氯離子的萃取效果達到最佳,當(dāng)氯離子濃度為20000mg/L時,萃取效率可達80%以上。在增加壓力的條件下,氯離子的萃取效率會進一步增加。萃取生成的碳酸鈣經(jīng)過粒徑檢測屬于納米級碳酸鈣,有著很高的工業(yè)價值。并且在實驗時創(chuàng)新性的在反萃過程中采用向反萃液(氨水)中連續(xù)溶解NH_3的方法,使得反萃液能循環(huán)用于有機相的再生。不但解決了反萃過程產(chǎn)生廢水的問題,而且在反萃液循環(huán)使用的過程中會析出具有工業(yè)價值的氯化銨晶體,從而降低廢水處理成本。在反萃過程中存在有機相與反萃液分離不徹底的問題,經(jīng)過實驗,最終確定采用靜電分離的方法或離心分離方法去除有機相中殘留的反萃液。為了驗證萃取法對實際電廠脫硫廢水氯離子萃取的可行性,對實際電廠的脫硫廢水進行了實驗研究,研究表明在水中雜質(zhì)離子(Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-))干擾的情況下,氯離子的萃取效率與同濃度的氯化鈣溶液相比有很大的下降。通過向廢水中加入適量的石灰之后,廢水中的Mg~(2+)、SO_4~(2-)可以基本上去除完全,脫硫廢水的氯離子去除效率得到很大提高。經(jīng)過實驗表明當(dāng)溶液水中只含有Na~+、Ca~(2+)、Cl~-三種離子并且Cl~-濃度一定時,Na~+含量越高,Cl~-的去除效率就越低,因此脫硫廢水中Na~+的大量存在嚴(yán)重影響廢水中氯離子的萃取效率。Na~+去除難度較大,經(jīng)過對鈉離子去除方法的比選,最終選擇電解-電滲析法去除脫硫廢水中的鈉離子。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X773
【圖文】：

圖 1.1 濕法脫硫的主要方法[12] 脫硫廢水的來源石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)的主要流程如圖 1.2 所示。石灰石—石膏濕法脫硫]是利用石灰石做脫硫劑，將石灰石經(jīng)過破碎成粉末后，與水混合制成石膏漿在脫硫塔中與經(jīng)過噴淋層霧化的石灰石漿液進行逆向接觸，漿液可以吸收煙O2生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣在空氣中被氧化成石膏（CaSO4）[15]，從而實現(xiàn)煙在石灰石—石灰濕法脫硫法中，煙氣中的攜帶的可溶性氯化物進入到脫硫漿液經(jīng)過旋流器后分離出來的廢水在不斷的回用過程中會導(dǎo)致水中鹽分濃度的不及氯化物濃度不斷的累積[16-18]。脫硫廢水中氯離子的濃度過高對系統(tǒng)的影響一是引起設(shè)備和管道孔腐蝕以及設(shè)備的縫隙腐蝕[19]；二是降低吸收液的測 pH二氧化硫的溶解，降低脫硫效率；三是影響石膏后續(xù)的脫水，從而影響石膏

圖 2.2 不同類型的稀釋劑對氯離子的萃取效率圖由圖 2.2 可得，在同等反應(yīng)條件下，正戊醇、正己醇和正辛醇作為稀釋劑時，萃較好，均可達到80%左右�？紤]到稀釋劑溶于水會造成有機相的損失以及水中CO高，進而增加處理成本。由于醇類的溶解度隨著碳鏈的增加而降低。故選用萃最高，溶解度較低的正辛醇作為最佳稀釋劑。 萃取劑與稀釋劑的最佳配比在 N235 中加入稀釋劑雖然可以改善萃取劑的性能，提高萃取劑的萃取能力，但入的稀釋劑過少，則萃取劑的效率提高不明顯；如果加入的稀釋劑過多，則會稀釋萃取劑，使得萃取劑濃度降低，從而影響萃取效率。因此需要探究出萃取釋劑的最佳比例，使得萃取效果達到最佳。本文的實驗中，用 N235 作為萃取劑，稀釋效果最好的正辛醇作為稀釋劑，進行與稀釋劑的最佳配比實驗。保持有機相與氯化鈣溶液的比例恒定為 3:1，改變有

20圖 2.3 不同稀釋比例下萃取劑對模擬廢水中氯離子的萃取效率圖圖 2.3 可得，隨著稀釋劑比例的增大，萃取效率逐漸增高，但是當(dāng)稀釋劑與萃超過 1:1 時，萃取率開始出現(xiàn)逐漸下降趨勢，因此萃取劑與稀釋劑的比例為應(yīng)效率達到最大，即萃取劑與稀釋劑的最佳配比為 1:1。有機相與水溶液的比例實驗用 N235 作為萃取劑，稀釋效果最好的正辛醇作為稀釋劑，萃取劑與稀釋 1:1 組成有機相，氯化鈣溶液濃度為 20000mg/L，二氧化碳流量為 300ml/m與氯化鈣溶液的比例分別取 1:3，1:2，1:1，2:1，3:1 以及 4:1，在攪拌機充分況下反應(yīng) 2h，萃取結(jié)果見圖 2.4 所示。

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本文編號：2780161